三个类型破碎岩体的崩落性研究

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破碎岩体的崩落性研究是矿山开采、隧道施工及边坡稳定性分析中的重要课题。根据岩体结构特征和力学性质，可将破碎岩体分为三种典型类型：松散型破碎岩体、裂隙型破碎岩体和混合型破碎岩体。

一、松散型破碎岩体松散型破碎岩体主要由颗粒状岩石组成，颗粒之间缺乏有效胶结，整体强度较低。其崩落性主要受颗粒大小分布、堆积角和摩擦系数影响。在外部荷载或振动作用下，该类岩体易发生整体滑移或局部坍塌。研究表明，通过注浆加固或设置支护结构，可显著提高其稳定性。

二、裂隙型破碎岩体裂隙型破碎岩体以发育密集裂隙为特征，裂隙的存在削弱了岩体的整体性，使其易于沿弱面发生剪切破坏或块体崩落。此类岩体的崩落性与裂隙产状、间距及充填物密切相关。数值模拟和现场监测表明，优化爆破参数和采用锚杆支护技术，可有效控制其崩落行为。

三、混合型破碎岩体混合型破碎岩体兼具松散性和裂隙性特点，表现为局部松散与整体裂隙发育并存。其崩落性复杂多变，受多种因素耦合作用影响。研究发现，针对混合型破碎岩体，需结合地质条件制定综合防治措施，如联合使用喷射混凝土、格栅梁和排水系统等方法。

通过对上述三种类型破碎岩体崩落性的深入研究某大学实验大楼施工组织设计146doc，可为工程设计提供科学依据，降低灾害风险，保障施工安全。

坚硬裂隙岩体崩落性的研究

等：三个类型破碎岩体的

以下，冒落长度达211.5m，冒落面积为 753.1m，占巷道面积的39.2%，说明矿体不稳 固，

1.2工程地质钻孔调查 在试验矿块3072m水平和地表之间施工 两个钻孔，获取的资料见表1所示。

衣际市生购盟 对试验矿块3072m水平5～11号穿脉巷 道进行详细线素描，调查长度为179.8m.测得 倾角40以上的节理2215条，倾斜节理的频率 为12.3条/m，含水平节理的频率为14.8条/ m。9穿倾斜节理的极点等密图见图1，第！优 势节理组的倾向为北东，平均节理间距为 0.193m；第【组的倾向为南西．平均节理间距 为0.124m；第Ⅱ组水平，平均节理间距为 0.4ml。倾斜节理多数是张开的，节理面平直，充 填物较少，约20的节理有重晶石充填，可视 为张节理：水平节理大部分呈闭合状态，局部 有张开的现象、张开的地方一般都有重晶石充 填物：可视为剪节理。 区内多处见到倾向为N20W、倾角60°~ 80的大裂隙、平均约12m出现一条，其附近有 300～500mm宽的碎裂带，带中节理和层理| 分

图19穿倾斜节理的极点等密图

发育．一般间距为10～50mm。裂隙面平直光 滑，充填物为碧玉或粉末岩屑，未见高强度充 填物。 根据节理频率，可换算得到巷道围岩的 RQD值为39.4%

对4条穿脉巷道（10、9、8和6穿）和6 块矿石试样进行声波测试的结果见表2。 岩体与岩块的声波速度 表2

对4条穿脉巷道（10、9、8和6穿）和6 块矿石试样进行声波测试的结果见表2。 岩体与岩块的声波速度 表2

1.5岩石强度测试 在3072m水平10穿取有代表性的矿石加 成50mm×50mm的试件，测得三块矿石的 轴抗压强度平均为160.1MPa。 1.6试验矿块岩体的崩落性评价 1.6.1按RQD指标评价 两个钻孔获得的RQD值很低，可能是因 设备陈旧钻进振动过大所致，评价时舍去不 而是采用巷道调查获得的节理频率所换算 到的RQD值（39.4%）。D.U.Deere列出的 QD值与崩落性的关系见表3"。试验矿块的 落性属第4级，好。

RQD值与崩落性的关系 表3

1.6.2声波法 试验矿块岩体的完整性系数Kv=（试验矿 块矿体的声波平均速度V2/矿块内矿石试件的 声波速度V）²=（2554/5859)²=0.19，完整性 系数与崩落性的关系见表4，矿块的崩落性非 常好。

岩体完整性系数K与扇落性的关系

1.6.3地质力学评价法

1.6.3地质力学评价法

D.H.Laubscher根据岩石强度、RQD、节

节理间距的分值为15.3分 节理状态的分值为10分

矿体完整性系数的分值：P=100Kv=100 X0.19=19分 根据模糊数学的计算，试验矿块的矿体崩 落性可划归为崩落性最好的第5级，其相似程 度为0.81：与第4级的相似程度为0.79。 1.7小结 在工程地质调查的基础上，对镜铁山铁矿 V号矿体试验矿块运用RQD法、声波法、地质 力学方法和模糊数学方法所进行的评价表明， 该段坚硬破碎矿体的崩落性属于好到非常好。 此结论的正确性已为生产实践所证实。

粉矿型矿体崩落性的研究

长花岗岩。 十多年来，金山店铁矿已成功地进行过三 个矿块的自然崩落法试验：曾采用多种崩落性 评价方法，实践表明，直评法简单易行、直观 可靠。 2.1工程地质调查 第二次试验在1号矿体1区选择一个试验 矿块，矿块走向长72m，厚40m，标高为0~ 60m，倾角68°.矿量40.6万t，靠上盘为块状 贫赤铁矿、靠下盘为粉状和块状富磁铁矿，上 盘围岩为角页岩，下盘围岩为石英闪长岩。第 三次试验是在1号矿体Ⅱ采区215矿块进行， 矿体走向N76"W，倾向SW，倾角84°～90"，矿 体厚度15~44mm，平均30.2m，矿块长80m， 高度为14~一60m，矿石以粉状磁铁矿为主，占 78.56%，其余为块状磁铁矿，块状矿石单轴抗 压强度为70～100MPa，富块矿弱面的C值为 1.09MPa.中值为3736'：粉矿的单轴抗压强度 为0~5MPa，弱面的C值为0.153MPa，值为 25°24'。上盘围岩主要为中等稳定的角页岩和 不稳定的矽卡岩，下盘为中等稳定至稳定的石 英闪长岩和大理岩，局部有不稳定的矽卡岩。 对试验矿块的各条巷道进行地质素描和编 录，记录岩性、矿石类型、矿石结构、赋存特 征、矿岩接触破碎状况、夹石分布情况、断裂 构造的产状和特征、渗水情况等，绘制出地质 平面图。 对断裂构造的调查表明、试验矿块的构造 是以压性断裂为主，次为张性断裂和扭性断裂。 结构面调查的主要内容有：结构面类型、力 学性质、产状、组数、间距和延伸长度等。主 要节理有三组，其产状见表5，

技术交底-北京建工集团-通用-10（6）kv交联聚乙烯绝缘电缆户内、户外热缩终端头制作试验矿块主要节理组的产状

：三个类型破碎岩体的

215矿块矿岩的平均RQD值为10.53，矿石 的平均RQD值为7.9： 215矿块的水文地质条件简单，以地表渗 透裂隙水为主。上盘进路基本处于干燥状态·下 盘进路裂隙水较丰富，经喷锚网支护后能基本 封闭住裂隙水。 215矿块含有块状富矿、块状贫矿、粉状富 矿和粉状贫矿。在粉状磁铁矿中含粉砂状粉矿、 似块状粉矿和夹杂构造的块粉矿。这些粉矿分 布无一定规律，连续性较差，有相互穿插机分 支复合现象。粉矿所占比例越大，矿体的稳定 性越差。粉矿中有夹石出现，在有蚀变石英闪 长岩和蚀变闪长岩的地段，以及在接触带矿 石松软破碎的部位，稳定性均差， 2.2矿体的崩落性评价 2.2.1现场直观破碎度综合评价法 在两次试验中，发现影响矿石崩落性的因 素有以下15种：单轴抗压强度、节理组数、节 理间距、节理面粗糙度、充填状态、节理张 （压、扭）性、地下水、原岩应力、粉矿和矽卡 岩、破碎度、RQD值、节理连续性、节理产状、 蚀变及风化、隙壁状态。根据在现场对上述因 素的调查结果，直观地对矿体崩落性进行评 价。 应用该矿制定的直评法，对两个试验矿块 岩体的崩落性分级见表6。 2.2.2块度预测 1区试验矿块根据岩心编录进行块度分 级，预测大块（>600mm）出率为5.36：：根 据巷道裂隙统计预测大块产出率为6.02°。 2.3小结 1区试验矿块和Ⅱ区215矿块采用直评法 分级的结果是：从较易崩落（V级）到极易崩 落（V级）分别占到80.57和84.96°。、矿块 整体崩落性良好，预测的大块产出率在6%以 下，适用于阶段自然崩落法开采。这些分级与 块度预测在生产实践中得到了证实。

在1采区25m水平、一50m水平和Ⅱ采区 215矿块的0m水平，先后钻进36个孔、获得

漓诸铁矿的岩体崩落性研究

漓诸铁矿由东西两个矿区组成，东Ⅱ号松 软破碎不稳定矿体赋存于上寒武统华严寺灰岩

两个试验矿块矿岩的崩落性分级

中，属岩浆期后高温中深渗滤矽卡岩型磁铁矿 床，透镜状，走向30°～45°，倾向北西，局部往 南东倾，矿体长300m，平均厚25m，埋深95～ 一360m。底板为上寒武统华严寺灰岩，平均厚 30m：顶板为下震且统志棠组砂岩，近矿风化砂 岩厚度约10～15m。东】号矿体的松软矿岩主 要由氧化矿层、风化矽卡岩和风化灰岩组成。有 三种矿石类型：富磁铁矿、品位35%以上，普 氏系数f=11～13，致密块状，坚硬完整；贫磁 铁矿，品位20%～28%，f=5~8.结构松散， 节理发育：氧化矿由赤铁矿、褐铁矿及少量风 化矿物组成，f<3，松散状。原设计的无底柱分 段崩落经试采证明无法使用，在28m水平选定 阶段自然崩落法试验矿块，阶段高度52m，回 采高度42m，走向长55m，矿块内矿体倾向南 东，倾角65°～75°。 3.1工程地质调查 东■号矿体受到成矿前后众多断层和局部 褶皱的强烈影响冬季施工方案，矿体的裂隙节理很发育，风 化强烈，矿岩松软，破碎带延深达180m，单位 涌水量0.147kg/（s.m），渗透系数0.0791m/ d，是唯一的赋水地段，水文地质条件复杂。 岩心调查。在试验矿块布置8个地质钻孔， 进尺472.18m，测得RQD值为4.22%。 巷道调查。对巷道掘进中出现的片帮、冒 顶进行了详细观察、测定和素描。冒落区段内， 断层、裂隙节理非常发育，纵横交错。氧化矿 中的掘进工作面暴露三天后便开始片帮、随后 开始冒顶。当冒落面积为14m²时，冒落高度达 6m左右、形成自然平衡拱，暂停1～2天后继 续向上冒落。形成自然平衡拱的冒落高度与宽 度的比值为6.5/4.5=1.44。冒落下来的矿石 颗粒均匀，绝大部分在2～3m左右·呈砂土状， 非致密结构，疏松多孔，质软。